Propriétés structurales et électroniques de nanomatériaux sous contraintes

Propriétés structurales et électroniques de nanomatériaux sous contraintes

À l’échelle nanométrique, les propriétés structurales des matériaux (0D/1D/2D) sont parfois délicates à prédire car elles font intervenir des interactions à longue portée dont on ne peut s’affranchir. De nombreux exemples sont discutés dans la littérature tels que le greffage de molécules sur une feuille de graphène, le couplage inter-plan dans les hétérostructures 2D ou dans les nanotubes de carbone multi-parois, l’adhésion de nanoparticules catalytiques, … Dans ce cadre, nous souhaitons mettre en œuvre une approche multi-échelle en couplant des modélisations à l’échelle atomique (modélisations empiriques, semi-empiriques ou ab initio) avec une approche continue via des calculs d’éléments finis (EF) pour mieux cerner les modifications électroniques induites par des nano-objets sous contraintes.

Le but de ce stage est d’appliquer cette méthodologie à des nanostructures auto-assemblées de silicium qui constituera une première application. Le travail se fera en deux étapes. Il s’agira tout d’abord de caractériser les propriétés structurales des systèmes considérés, grâce au développement de notre démarche multi-échelle impliquant le passage d’une description atomistique vers un cadre de type mécanique des milieux continus pour tenir compte les EF des interactions à longues portées qui pilotent les effets d’auto-organisation. Par la suite, les propriétés électroniques de ces systèmes seront caractérisées en combinant des calculs ab initio et un modèle de type liaisons fortes (méthode d’ordre N) parfaitement adapté pour traiter de larges systèmes (104-105 atomes) où les effets élastiques à longue portée sont dominants.

A noter que cette activité de recherche bénéficiera de la mise en commun de compétences uniques présentes au laboratoire dans le domaine des objets de basse dimension et celui du comportement mécanique des matériaux.

Type d’emploi : Stage (4-6 mois) 

Niveau de formation : Bac+5 

Lieu de travail: LEM, Châtillon 

Profil souhaité: Physique du solide, physique des matériaux. Bonne connaissance de la physique de la matière condensée  ainsi qu’un goût prononcé pour la simulation numérique (utilisation de codes, programmation pour le post-traitement des données).

Contacts:  Riccardo Gatti,  Hakim Amara

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